T.C.
SAKARYA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YATAY ÇEVRİMSEL YÜKLER ETKİSİNDE FARKLI SIVA
KALINLIKLARINA SAHİP DOLGU DUVARLARIN DAVRANIŞLARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Merve ŞENTÜRK
Enstitü Anabilim Dalı : İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ
Tez Danışmanı : Dr. Öğretim Üyesi Elif AĞCAKOCA Ortak Danışman : Doç. Dr. Mehmet Emin ARSLAN
Temmuz 2018
BEYAN
Tez içindeki tüm verilerin akademik kurallar çerçevesinde tarafımdan elde edildiğini, görsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçların akademik ve etik kurallara uygun şekilde sunulduğunu, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezde yer alan verilerin bu üniversite veya başka bir üniversitede herhangi bir tez çalışmasında kullanılmadığını beyan ederim.
Merve ŞENTÜRK 18.07.2018
i
TEŞEKKÜR
Yüksek lisans tez çalışmam boyunca bana her konuda destek olan, teknik bilgileri ile çalışmalarımı aydınlatan değerli hocam Doç. Dr. Mehmet Emin ARSLAN’a emekleri için sonsuz teşekkür ederim.
Bilgi ve tecrübeleriyle bana yol gösteren, yardımlarını esirgemeyen değerli hocam Dr. Öğretim Üyesi Elif AĞCAKOCA’ya emekleri için teşekkürlerimi sunuyorum.
Hayatımın her anında desteklerini hissettiren, her zaman yanımda olan annem Meryem ŞENTÜRK’e ve babam Kemal ŞENTÜRK’e yaptıkları tüm fedakarlıklar için sonsuz teşekkür ederim.
ii
İÇİNDEKİLER
TEŞEKKÜR……… i
İÇİNDEKİLER……… ii
SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ……….. iii
ŞEKİLLER LİSTESİ………... iv
TABLOLAR LİSTESİ………. v
ÖZET………... vi
SUMMARY………. vii
BÖLÜM 1. GİRİŞ………... 1
1.1. Çalışmanın Amacı ve Kapsam………..……….. 4
1.2. Literatür Araştırması………..………. 5
BÖLÜM 2. DOLGU DUVARLAR……… 10
2.1. Dolgu Duvarların Dayanımları………... 10
2.1.1. Dolgu duvarların basınç dayanımı………... 11
2.1.2. Dolgu duvarların kesme dayanımı……….. 12
2.2. Dolgu Duvarların Yapının Davranışına Etkileri….……… 12
2.2.1. Dolgu duvarların yapının davranışına olumlu etkileri…….... 13
2.2.1.1. Dolgu duvarlı çerçevelerin yük taşıma kapasitesi ve dayanımı………. 14 2.2.1.2. Dolgu duvarlı çerçevelerin rijitliği………...…... 14
2.2.1.3. Dolgu duvarlı çerçevelerin sünekliği……….… 16
2.2.1.4. Dolgu duvarlı çerçevelerin enerji yutma kapasitesi... 17
2.2.2. Dolgu duvarların yapının davranışına olumsuz etkileri……… 18
iii
2.2.3. TDY 2007’de dolgu duvarların yapıya etkileri…………... 18
2.2.3.1. Burulma düzensizliği……….…...…. 19
2.2.3.2. Komşu katlar arası dayanım düzensizliği…...……. 19
2.2.3.3. Kısa kolon oluşumu…...……….... 20
2.2.3.4. Yumuşak kat etkisi………... 22
2.3. FEMA 306-356…………...………... 23
2.3.1. Dolgu duvarların davranış ve hasar biçimleri (FEMA 306)…. 23 2.3.1.1. Yatay derz kayması………..….……….…….... 24
2.3.1.2. Çapraz çatlama…………..……….………….... 24
2.3.1.3. Köşe kırılması……….………..…………..…... 25
2.3.1.4. Düzlem dışı kırılma……….…...…………...………. 25
BÖLÜM 3. MATERYAL VE YÖNTEM………...…... 26
3.1. Dolgu Duvarların Üretimlerinde Kullanılan Malzemeler ve Özellikleri………... 26 3.1.1. Çimento………..………...…. 26
3.1.2. Sıva ve harç……… 27
3.1.3. Tuğla blok (19x19x13.5)………...………. 27
3.1.4. Bims blok (19x39x18.5)………..….... 28
3.1.5. Gazbeton blok (19x25x60)……...………..………. 29
3.2. Deneysel Çalışmalar………...………. 30
3.2.1. Deneylerin yapılışı………...……….……….. 30
3.2.2. Deneyler sırasında kullanılan aletler ve ölçüm düzeneği…... 34
3.2.3. Deney numunelerinin isimlendirilmesi………..………..….. 48
BÖLÜM 4. ARAŞTIRMA BULGULARI……….. 39
4.1. Çevrimsel Yükler Altında Deney Elemanlarına Ait Bulgular…... 39
4.1.1. Tuğla bloklarla üretilen ve sıva uygulaması yapılmayan dolgu duvara ait bulgular (PBW)………...……... 39 4.1.2. Tuğla bloklarla üretilen ve 1.0 cm sıva uygulaması yapılan
iv
dolgu duvara ait bulgular (BW-1.0)………. 43 4.1.3. Tuğla bloklarla üretilen ve 2.5 cm sıva uygulaması yapılan
dolgu duvara ait bulgular (BW-2.5)………...………….. 47 4.1.4. Bims bloklarla üretilen ve sıva uygulaması yapılmayan dolgu
duvara ait bulgular (PPW)……….…...…... 51 4.1.5. Bims bloklarla üretilen ve 1.0 cm sıva uygulaması yapılan
dolgu duvara ait bulgular (PW-1.0)………...….. 56 4.1.6. Bims bloklarla üretilen ve 2.5 cm sıva uygulaması yapılan
dolgu duvara ait bulgular (PW-2.5)………...…………... 60 4.1.7. Gazbeton bloklarla üretilen ve sıva uygulaması yapılmayan
dolgu duvara ait bulgular (PAW)………... 64 4.1.8. Gazbeton bloklarla üretilen ve 1.0 cm sıva uygulaması
yapılan dolgu duvara ait bulgular (AW-1.0)…..…………... 68 4.1.9. Gazbeton bloklarla üretilen ve 2.5 cm sıva uygulaması
yapılan dolgu duvara ait bulgular (AW-2.5)………….…….. 72
BÖLÜM 5.
İRDELEME………... 77 5.1. Dolgu Duvarlara Ait Deney Bulgularının İrdelenmesi………..…….. 77 5.1.1. Tuğla bloklarla üretilen dolgu duvarlara ait deney bulguları… 77 5.1.2. Bims bloklarla üretilen dolgu duvarlara ait deney bulguları… 79
5.1.3. Gazbeton bloklarla üretilen dolgu duvarlara ait deney bulguları 81 5.2. Dolgu Duvarlara Ait Deney Bulgularının Toplu Halde İrdelenmesi... 83 5.2.1. Taşıma kapasiteleri……….... 83 5.2.2. Enerji tüketme kapasiteleri………....……… 84 5.2.3. Rijitlik azalmaları……….. 85 BÖLÜM 6.
SONUÇ VE ÖNERİLER………... 87
KAYNAKLAR………... 90 ÖZGEÇMİŞ………... 93
v
SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ
AW-1.0 : 1 cm sıva uygulanan gazbeton dolgu duvar AW-2.5 : 2.5 cm sıva uygulanan gazbeton dolgu duvar BW-1.0 : 1 cm sıva uygulanan tuğla dolgu duvar BW-2.5 : 2.5 cm sıva uygulanan tuğla dolgu duvar
PAW : Sıva uygulaması yapılmayan gazbeton dolgu duvar PBW : Sıva uygulaması yapılmayan tuğla dolgu duvar PPW : Sıva uygulaması yapılmayan bims dolgu duvar PW-1.0 : 1 cm sıva uygulanan bims dolgu duvar
PW-2.5 : 2.5 cm sıva uygulanan bims dolgu duvar
vi
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil 2.1. Tek yönlü gerilme altında tuğla ve harçtaki deformasyonlar…….. 11
Şekil 2.2. Tuğla dayanımı harç dayanımından büyük ve küçük derzlerden geçen çatlaklar………..…... 12
Şekil 2.3. Dolgu duvarların yatay yükler altındaki davranışa etkileri…... 14
Şekil 2.4. Rijitliğin dolgu duvara etkisinin analitik olarak modellenmesi…... 15
Şekil 2.5. Sünek ve sünek olmayan davranışa ait yük-yer değiştirme eğrisi... 16
Şekil 2.6. Yerdeğiştirme sünekliği parametrelerinin, eşdeğer elastoplastik enerji tüketme ölçütlerine göre şematik gösterimi……..……… 17
Şekil 2.7. İki doğrultuda dolgu duvar içeren çok katlı betonarme yapının kat planı……….………...…... 19
Şekil 2.8. Kısa kolon oluşumu………..………... 20
Şekil 2.9. Etriye sıkılaştırması ile kısa kolon etkileri azaltılabilir… ………… 21
Şekil 2.10. Yumuşak kat oluşumu…………...….…………..………...…… 22
Şekil 2.11. Yatay derz kayması………..………...…… 24
Şekil 3.1. Yatay delikli tuğla bloklar kullanılarak üretilen dolgu duvar…….... 28
Şekil 3.2. Bims bloklar kullanılarak üretilen dolgu duvar……… 29
Şekil 3.3. Gazbeton bloklar kullanılarak üretilen dolgu duvar………... 30
Şekil 3.4. Dolgu duvarların örülmesi ve sıvanması……….. 31
Şekil 3.5. Deneye hazırlanan dolgu duvar numuneleri………. 32
Şekil 3.6. Hazırlanan dolgu duvarların deney düzeneğine yerleştirilmesi…... 33
Şekil 3.7. Deney düzeneğine yerleştirilen dolgu duvar………...……... 33
Şekil 3.8. Çevrimsel yük uygulamasında kullanılan aktüatör sistemi…... 34
Şekil 3.9. Deney anında verilerin toplanmasına ilişkin görüntü……..……… 35
Şekil 3.10. Dolgu duvarların yüklenmesinde kullanılan çevrimsel yükleme şeması……….... 36
Şekil 3.11. Deney ve ölçüm düzeneği……..………..…………... 37
vii
Şekil 4.1. PBW dolgu duvarının deney başlangıcı ve deney anı görüntüleri… 40
Şekil 4.2. PBW dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……….. 40
Şekil 4.3. PBW dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi……….. 41
Şekil 4.4. PBW dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi... 42
Şekil 4.5. PBW dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi……..………... 43
Şekil 4.6. PBW dolgu duvarının deney sonu görüntüsü…..…………...……… 43
Şekil 4.7. BW-1.0 dolgu duvarının deneyler sırasında görüntüsü…..………… 44
Şekil 4.8. BW-1.0 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi…….... 44
Şekil 4.9. BW-1.0 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi……..……….. 45
Şekil 4.10. BW-1.0 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi……….…. 45
Şekil 4.11. BW-1.0 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi………. 46
Şekil 4.12. BW-1.0 dolgu duvarının deney sonu görüntüsü………... 47
Şekil 4.13. BW-2.5 dolgu duvarının deney anı görüntüsü………... 48
Şekil 4.14. BW-2.5 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 48
Şekil 4.15. BW-2.5 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi………..………….. 49
Şekil 4.16. BW-2.5 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi……….….… 50
Şekil 4.17. BW-2.5 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi…………..……….. 50
Şekil 4.18. BW-2.5 dolgu duvarının deney sırasında görüntüsü……….. 51
Şekil 4.19. PPW dolgu duvarının deney başlangıcı görüntüsü…………... 52
Şekil 4.20. PPW dolgu duvarına ait histeriktik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 52
Şekil 4.21. PPW dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi………... 53
Şekil 4.22. PPW dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi………..…… 53
Şekil 4.23. PPW dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi………..…... 54
Şekil 4.24. PPW dolgu duvarının deney anı görüntüleri……….………. 55
Şekil 4.25. PPW dolgu duvarının deney sonu görüntüsü………….……… 55
Şekil 4.26. PW-1.0 dolgu duvarının deney başlangıcı görüntüsü………….…... 56
Şekil 4.27. PW-1.0 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 57
Şekil 4.28. PW-1.0 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi…………...………. 57 Şekil 4.29. PW-1.0 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi 58
viii
Şekil 4.30. PW-1.0 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi……...……….. 59
Şekil 4.31. PW-1.0 dolgu duvarının deneyler sırasında görüntüsü………..…. 59
Şekil 4.32. PW-1.0 dolgu duvarının deney sonu görüntüsü………. 60
Şekil 4.33. PW-2.5 dolgu duvarının deney başlangıcı görüntüsü………... 61
Şekil 4.34. PW-2.5 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 61
Şekil 4.35. PW-2.5 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi………... 62
Şekil 4.36. PW-2.5 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi……….…….… 63
Şekil 4.37. PW-2.5 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi………...………….. 63
Şekil 4.38. PW-2.5 dolgu duvarının deneyler sırasında görüntüsü……….. 64
Şekil 4.39. PAW dolgu duvarının deneyler sırasında görüntüsü……….………. 65
Şekil 4.40. PAW dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi………… 65
Şekil 4.41. PAW dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi………... 66
Şekil 4.42. PAW dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi………..… 67
Şekil 4.43. PAW dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi………... 67
Şekil 4.44. PAW dolgu duvarının deney sırasında görüntüsü………... 68
Şekil 4.45. AW-1.0 dolgu duvarının deney başlangıcı görüntüsü………... 69
Şekil 4.46. AW-1.0 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 69
Şekil 4.47. AW-1.0 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi……… 70
Şekil 4.48. AW-1.0 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi……….….………... 71
Şekil 4.49. AW-1.0 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi………... 71
Şekil 4.50. AW-1.0 dolgu duvarının deney sonu görüntüleri……….…….. 72
Şekil 4.51. AW-2.5 dolgu duvarının deney başlangıcı görüntüsü………….…... 73
Şekil 4.52. AW-2.5 dolgu duvarına ait histerik yük-yerdeğiştirme eğrisi……… 73
Şekil 4.53. AW-1.0 dolgu duvarına ait dayanım zarfı eğrisi………..………..… 74
Şekil 4.54. AW-2.5 dolgu duvarının deney sırasında görüntüleri………….…... 75
Şekil 4.55. AW-1.0 dolgu duvarına ait yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrisi……….………..…... 75
Şekil 4.56. AW-2.5 dolgu duvarına ait rijitlik azalım eğrisi…………..………... 76
Şekil 4.57. AW-2.5 dolgu duvarının deney sonu görüntüleri………... 76
ix
Şekil 5.1. Tuğla bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait dayanım zarfı eğrileri.. 77 Şekil 5.2. Tuğla bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait enerji tüketme
kapasitesi eğrileri………. 78
Şekil 5.3. Tuğla bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait rijitlik azalım eğrileri.. 79 Şekil 5.4. Bims bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait dayanım zarfı eğrileri.. 80 Şekil 5.5. Bims bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait enerji tüketme
kapasitesi eğrileri………. 80
Şekil 5.6. Bims bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait rijitlik azalım eğrileri 81 Şekil 5.7. Gazbeton bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait dayanım zarfı
eğrileri………... 81
Şekil 5.8. Gazbeton bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait enerji tüketme
kapasitesi eğrileri………. 82
Şekil 5.9. Gazbeton bloklar ile üretilen dolgu duvarlara ait rijitlik azalım
eğrileri……….. 83
Şekil 5.10. Dolgu duvarlara ait dayanım zarfı eğrileri………... 83 Şekil 5.11. Dolgu duvarlara ait maksimum taşıma kapasitesi değerleri……..…. 84 Şekil 5.12. Dolgu duvarlara ait enerji tüketme kapasitesi eğrileri….……..…… 85 Şekil 5.13. Dolgu duvarlara ait rijitlik azalım eğrileri………..… 86
x
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo 3.1. Çimentoya ait mekanik özellikler………...………... 26 Tablo 3.2. Çimentoya ait kimyasal özellikler…..………….………... 27 Tablo 3.3. Dolgu duvarın örülmesinde ve sıvanmasında kullanılan harçların
karışım oranları………..………... 27 Tablo 3.4. Dolgu duvarların üretiminde kullanılan tuğla bloğun özellikleri……... 27 Tablo 3.5. Dolgu duvarların üretiminde kullanılan bims bloğun özellikleri……... 28 Tablo 3.6. Dolgu duvarların üretiminde kullanılan gazbeton bloğun özellikleri… 29 Tablo 3.7. Dolgu duvar elemanlarının isimlendirilmesi………...……... 38
xi
ÖZET
Anahtar kelimeler: Dolgu duvarlar, çevrimsel yükler, taşıma kapasitesi, enerji tüketme kapasitesi.
Depremlerin sebep olabileceği olumsuz durumların azaltılabilmesi için yapıların deprem hesabında yapılan kabullerin ve ihmallerin gerçeği yansıtması gerekmektedir. Betonarme yapıların çözümlerinde dikkate alınmayan dolgu duvarlar, bulundukları sistemin rijitliğini ve kütlesini arttırarak yapının dinamik davranışını büyük ölçüde değiştirmektedir.
Gerçekleştirilen çalışmanın amacı, dolgu duvar malzemelerinin ve sıva kalınlığının çevrimsel yükler altındaki dolgu duvarların deprem davranışlarına etkilerini deneysel olarak incelemektir. Bu amaçla tuğla, bims ve gazbeton kullanılarak 9 adet 150cm x 150 cm boyutlarında dolgu duvar elemanı üretilmiştir. Farklı malzemelerden üretilen dolgu duvarlar; sıvasız, 1 cm sıvalı ve 2.5 cm sıvalı olarak deneye hazır hale getirilmiştir. Deney elemanlarına yatay çevrimsel yükler dört köşesinden mafsallı bir deney düzeneği yardımı ile uygulanmıştır. Dolgu duvarlara etki eden çevrimsel yükler FEMA 461’de önerilen yer değiştirme kontrollü yükleme protokolüne göre yapılmıştır. Dolgu duvarlara yapılan sıva uygulaması sonucunda, dolgu duvarların enerji tüketme kapasitelerinde, rijitliklerinde ve yatay yük taşıma kapasitelerinde ortaya çıkan farklılıklar birbirleriyle kıyaslanmaktadır. Çevrimsel yükler altındaki deneylerden elde edilen veriler yardımıyla her dolgu duvara ait yük-yer değiştirme eğrileri, dayanım zarfı eğrileri, yığışımlı enerji tüketme kapasitesi eğrileri ve rijitlik azalım eğrileri oluşturularak dolgu duvarların davranışları grafiksel olarak açıklanmaktadır. Elde edilen bulgular incelendiğinde, sıva uygulamasının dolgu duvarların yük taşıma kapasitelerini, enerji tüketme kapasitelerini ve başlangıç rijitliklerini önemli derecede etkilediği görülmüştür.
xii
THE EFFECTS OF DIFFERENT PLASTER THICKNESSES ON THE BEHAVIOR OF INFILL WALLS UNDER HORİZONTAL
SUMMARY
Keywords: Infill walls, cyclic loading, load carrying capacities, energy dissipation capacities.
In order to reduce the adverse effects caused by earthquakes, the assumptions and neglections considered in the earthquake analysis of structures must reflect reality.
Infill walls, which are not taken into consideration in the solutions of reinforced concrete structures, change the dynamic behavior of the building by increasing the rigidity and mass of the system.
The purpose of the study is to investigate the effect of infill wall type and plaster thickness on the earthquake behavior of the walls under cyclic loads. For this purpose, totally 9 test walls with 150cm x 150cm sized infill walls were produced by using brick, pumice and aerated concrete blocks. Infill walls produced from different surface properties; without plaster, 1 cm plastered and 2.5 cm plastered. Lateral cyclic loads were applied to the test walls by a steel test set-up with hinged at for all corners. The cyclic loads acting on the infill walls are made according to the displacement-controlled loading protocol recommended in FEMA 461. As a result of the application of the plaster to the infill walls, the differences in the energy dissipation capacities, stiffness and horizontal load carrying capacities of the infill walls are compared with each other. With the help of the data obtained from the experiments under cyclic loads, the behaviors of the infill walls are explained graphically by creating load-displacement curves, cumulative energy dissipation capacity curves and stiffness reduction curves for each infill wall. The findings relieved that plaster applications sufficiently affected load carrying capacity, energy dissipation capacity and initial stiffness of the infill walls.
BÖLÜM 1. GİRİŞ
Ülkemizin büyük bir bölümünün aktif deprem kuşakları üzerinde yer alması ve geçmişte yaşanan depremlerdeki can ve mal kayıpları, depreme dayanıklı yapı tasarımı konusundaki çalışmaları önemli bir hale getirmektedir. Gerçekleşmesi muhtemel depremlerde oluşabilecek kayıpları en aza indirmek için ülkemizde ve diğer ülkelerde depreme dayanıklı yapı tasarımı ile ilgili hüküm ve öneriler içeren çeşitli deprem yönetmelikleri kullanılmaktadır.
Deprem yükleri altında bir yapının kendisinden istenen performansı sağlayabilmesi için yapısal geometri, yapı elemanlarının sürekliliği, rijitlik ve süneklik gibi kavramlar bakımından yeterli düzeyde olması gerekmektedir. Bunların yanında inşa edilmesi planlanan yapının mimari tasarımının ve taşıyıcı sistem seçiminin de uygun bir şekilde yapılması gerekmektedir.
Günümüzde yapıların tasarımı büyük ölçüde betonarme çerçeve sistem olarak yapılmaktadır. Betonarme çerçeve sistemlerde bulunan kolon, kiriş ve döşeme gibi yapı elemanları; basınç, çekme, burulma gibi çeşitli yüklere maruz kalmaktadır.
Yapının rijitliğini arttırarak, deprem anında çerçeve sistemde meydana gelebilecek şekil ve yer değiştirmeleri azaltmak mümkündür. Söz konusu rijitlik artışı sayesinde taşıyıcı sistem ve ona bağlı bulunan elemanlardaki hasarlar azaltılabilmektedir.
Betonarme yapılarda taşıyıcı sistem elemanı olarak kabul edilmeyen dolgu duvarlar, deprem anında hasar alıncaya kadar perde duvar gibi davranarak yapıya ek bir rijitlik kazandırmaktadır. Orta şiddette bir depremde veya şiddetli bir depremin başlangıcında katlar arasında oluşan büyük yer değiştirmeler dolgu duvarlarda oluşan çatlaklar sayesinde bir miktar sönümlenmektedir. Deprem anında perde duvar davranışı gösteren dolgu duvarların yapıda perde duvarlar gibi simetrik olarak yerleştirilmesi gerekmektedir. Dolgu duvarların yapıda simetrik olarak
yerleştirilmemesi veya bazı kısımlarda daha yoğun bulunması yapıda olumsuz etkilere sebep olmaktadır [1],[2].
Yapı elemanı olan dolgu duvarlar, genellikle yapıyı mimari bölümlere ayırmak ve yapıyı dış etkilere karşı korumak için kullanılmaktadır. Betonarme çerçeve sistemlerde yaygın olarak kullanılan dolgu duvarların yapının deprem davranışı üzerindeki etkileri çoğu zaman dikkate alınmamaktadır. Yapıların tasarımında ve çözümlemesinde bütün yükün taşıyıcı sistem elemanları olan perdeler, kolonlar ve kirişler tarafından taşındığı kabul edilmektedir. Mevcut deprem yönetmeliklerinin çoğunda, dolgu duvarların yapıya etkisi taşıyıcı sistem elemanlarının yanında ihmal edilmektedir. Türk Deprem Yönetmeliği, dolgu duvarların yapıya etkisini düşey yük olarak ele almaktadır. Yönetmelikte dolgu duvarların sadece yerleşim biçimlerine ilişkin çeşitli kısıtlamalar bulunmaktadır.
Dolgu duvarlar, yapısal olmayan elemanlar olarak düşünülse de deprem yüklerine maruz kaldığında çerçeveyle birlikte çalışmaktadır. Depremde hasar alan yapılar incelendiğinde, dolgu duvarların deprem anında ilk hasar alan eleman olduğu görülmektedir. Bu durum deprem anında açığa çıkan enerjinin sönümlemesine büyük ölçüde katkı sağlamaktadır. Dolgu duvarlar, yapının rijitliğinin yanında kütlesinde de büyük oranda artışa sebep olmaktadır. Yapının kütlesinde meydana gelen artış sonucunda yapıya daha fazla deprem yükü gelmekte ve yapının dinamik davranışı öngörülenden farklı olmaktadır. Dolgu duvarlar ile ilgili yapılan deneysel ve teorik çalışmalar betonarme çerçeve sistemlerde bulunan dolgu duvarların çerçeve sistemin periyodunu, rijitliğini, sünekliğini, taban kesme kuvvetlerini ve diğer dinamik davranışlarını önemli ölçüde değiştirdiğini ortaya koymaktadır.
Dolgu duvarların davranışı, üretimlerinde kullanılan duvar blokları ve bağlayıcı malzemelerin özelliğine göre değişmektedir. Yani dolgu duvarlar, üretildikleri gazbeton, taş, tuğla ve bims gibi malzemelerin yanı sıra uygulanan sıvanın özelliğini de taşımaktadır. Sıvanın yapıyı doğa koşullarına karşı korumak, yapının dayanımını arttırmak, yapıya su ve nem geçişini önlemek ve düzgün yapılmamış imalat yüzeylerini düzeltmek gibi bilinen yararlarının yanında diğer bir önemli özelliği ise
dolgu duvarı meydana getiren elemanların birlikte çalışmasını sağlamaktır. Ayrıca duvarın yatay ve düşey kuvvetlere karşı direncini artırarak, duvara rijitlik kazandırmaktır. Bu sebeple sıva uygulamalarına son derece özen gösterilmesi ve uygulamanın standartlara uygun yapılması gerekmektedir.
Gerçekleştirilen deneysel çalışma kapsamında, farklı kalınlıklarda sıva uygulaması yapılan ve farklı malzemelerden üretilen dolgu duvarların yatay çevrimsel yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Yatay delikli tuğla, bims ve gazbeton kullanılarak 3 farklı malzemeden üretilen 3’er adet dolgu duvar; sıvasız, 1cm sıvalı ve 2.5cm sıvalı olarak deneye hazırlanmıştır. Salt duvar katkısının belirlenmesi amacıyla dört köşesinden mafsallı bir deney düzeneğine yerleştirilen dolgu duvarlara, FEMA 461’de önerilen yerdeğiştirme kontrollü yükleme protokolüne göre çevrimsel yükler uygulanmıştır. Çevrimsel yükler altında gerçekleştirilen deneyler sonucunda, 9 adet dolgu duvara ait Yük-Yerdeğiştirme Eğrileri, Dayanım Zarfı Eğrileri, Enerji Tüketme Kapasitesi Eğrileri ve Rijitlik Azalım Eğrileri oluşturulmuştur. Elde edilen veriler yardımıyla dolgu duvarların üretiminde kullanılan malzemelerin ve dolgu duvarlara uygulanan sıvanın, dolgu duvarın deprem davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Dolgu duvarlara ait yerdeğiştirme, rijitlik, enerji tüketme kapasitesi gibi parametrelerin birbirleriyle kıyaslanma olanağı sağlanmıştır.
İkinci bölümde, dolgu duvarlara ait genel özelliklerden bahsedilmektedir. Dolgu duvarların betonarme yapıların deprem davranışları üzerindeki olumlu ve olumsuz etkileri açıklanmaktadır.
Üçüncü bölümde, farklı malzemelerin ve sıva kalınlığının etkisiyle dolgu duvarların dinamik davranışlarında meydana gelen farklılıkları incelemek amacıyla yapılan deneysel çalışmalardan bahsedilmektedir. Dolgu duvarların üretiminde kullanılan malzemelerin özellikleri ve deneyler sırasında kullanılan yöntemler açıklanmaktadır.
Çevrimsel yükler altındaki deneyler sonucunda elde edilen dolgu duvarlara ait Yük- Yerdeğiştirme Eğrileri, Enerji Tüketme Kapasitesi Eğrileri ve Rijitlik Azalım Eğrileri verilmektedir.
Dördüncü bölümde, deneyler sonucunda elde edilen grafikler yardımıyla dolgu duvarlara ait yerdeğiştirme, rijitlik, enerji tüketme kapasitesi değerleri birbirleriyle kıyaslanmıştır. Söz konusu parametrelerin dolgu duvarların dinamik davranışını hangi oranda ve hangi yönde değiştirdiği sayısal olarak açıklanmıştır.
1.1. Çalışmanın Amacı ve Kapsam
Ülkemizin birinci derece deprem bölgesinde bulunması sebebiyle mevcut ve inşa edilecek yapıların depreme dayanıklı olarak tasarlanması gerekmektedir. Söz konusu koşulun sağlanabilmesi için yapının statik hesaplarında yapılan kabullerin ve ihmallerin gerçeği yansıtması gerekmektedir. Betonarme yapılarda yaygın olarak kullanılan dolgu duvarlar ile ilgili yapılan pek çok deneysel ve teorik çalışma, yönetmeliklerde taşıyıcı etkilerine yer verilmeyen dolgu duvarların yapının davranışını önemli ölçüde değiştirdiğini ortaya çıkarmaktadır. Deneysel olarak gerçekleştirilen bu tez çalışmasının amacı, deprem benzeri çevrimsel yükler altındaki dolgu duvarların dinamik davranışında, duvarın üretiminde kullanılan malzemelerin ve duvara uygulanan sıvanın etkilerini belirlemektir.
Deneyler sırasında farklı malzemeler kullanılarak üretilen dolgu duvarlara, farklı kalınlıklarda sıva uygulayarak dolgu duvarların dayanımlarını arttırmak hedeflenmiştir. Yapılan sıva uygulaması sonucunda, çevrimsel yükler altındaki dolgu duvarların enerji tüketme kapasitelerinin, rijitliklerinin, yatay yük taşıma kapasitelerinin belirlenmesi ve bu sonuçlar yardımıyla dolgu duvar elemanlarının birbirleriyle kıyaslanması planlanmıştır. Bu amaçla 9 adet dolgu duvar elemanı deneye hazırlanmıştır. Yatay delikli tuğla, bims ve gazbeton kullanarak üretilen 3’er adet dolgu duvar sırasıyla sıvasız, 1 cm sıvalı ve 2.5 cm sıvalı olarak deneye hazır hale getirilmiştir. Dört köşesinden mafsallı deney düzeneğine yerleştirilen dolgu duvarlara, aktüatör yardımıyla yatay yükler uygulanmıştır. Uygulanan yükler yük hücresi ve bu yüklere karşılık gelen yerdeğiştirmeler ise lineer potansiyometrik yerdeğiştirme ölçerler ile belirlenmiştir. Bu veriler bir veri toplama ünitesi yardımıyla bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Elde edilen veriler yardımıyla dolgu duvarların birbirleriyle kıyaslanma olanağı sağlanmıştır.
1.2. Literatür Araştırması
Ülkemizin aktif deprem kuşakları üzerinde yer alması sebebiyle geçmişte yaşanan depremlerde ciddi can ve mal kayıplarımız bulunmaktadır. Depremle yaşamayı öğrenmek ve aynı kayıpları tekrar yaşamamak adına, depreme dayanıklı yapı tasarımı konusu gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Depremin yapı sistemleri üzerindeki etkilerini belirleyebilmek ve olası felaketlerin önüne geçebilmek için gerçeğe en yakın modeller üzerinde analizlerin yapılması gerekmektedir. İhmal ve kabulleri en aza indirerek yapılan analizlerin sonucuna göre çözümlerin üretilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, konuyla ilgili her geçen gün yeni çalışmalar yapılmaktadır. Son yıllarda yapılan deneysel ve teorik çalışmalar, yapı sistemlerinin tasarımında dolgu duvarların taşıyıcı etkilerinin ihmal edilmesine rağmen yapının dinamik davranışını büyük ölçüde değiştirdiğini ortaya koymaktadır. Yapının statik hesaplarında göz önüne alınmayan ve ikincil yapı elemanı olarak değerlendirilen dolgu duvarların taşıyıcı sistemden bağımsız olarak düşünülmemesinin daha doğru bir yaklaşım olduğu açıktır.
Dolgu duvarların yapının deprem davranışı üzerindeki etkilerini konu alan çalışmaların bir kısmı aşağıda açıklanmaktadır.
Beklen, gerçekleştirdiği çalışmasında dolgu duvarların yapının deprem davranışı üzerindeki olumlu ve olumsuz etkilerini araştırmıştır. Bu amaçla bir binayı 5 katlı ve 10 katlı olarak modelleyerek farklı kolon boyutları için analizler yapmıştır. Söz konusu binanın dolgu duvarlarında tuğla ve gazbeton kullanmış ve dolgu duvarları eşdeğer basınç çubuğu ile modellemiştir. Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız çerçevelerin deprem analizi sonuçlarını karşılaştırmıştır. Dolgu duvarların çerçeve sistem üzerindeki kısa kolon, yumuşak kat ve burulma gibi olumsuz etkileri araştırmıştır. Yaptığı analizlerin sonucunda, dolgu duvarların yapının davranışını, rijitliğini, periyodunu, yatay deplasmanlarını ve taban kesme kuvvetlerini değiştirdiğini ortaya çıkarmıştır [3].
Karslıoğlu, gerçekleştirdiği çalışmasında, çok katlı binalardaki tuğla duvarların yapının davranışına etkilerini incelemek amacıyla 1998 Afet Yönetmeliği’nden sonra projelendirilmiş 2 bodrum katı, 1 zemin katı, 1 asma katı ve 10 normal katı bulunan mevcut bir binadan yararlanmıştır. Söz konusu binanın çerçeve sistemini üç boyutlu olarak SAP2000 programında modellemiştir. Kapı ve pencere açıklıklarını göz önüne alarak modellediği tuğla duvarları, hem kütle hem de taşıyıcı eleman olarak çerçeve sistem analizine eklemiştir. Yatay yükler altında tuğla duvarlı çerçeve sistem ile tuğla duvarsız çerçeve sistemin dinamik analiz sonuçlarını karşılaştırmıştır. Elde ettiği veriler yardımıyla dolgu duvarların yapının periyodu, yatay deplasmanları ve taban kesme kuvvetleri üzerinde etkili olduğu sonucuna ulaşmıştır [4].
Toker, çalışmasında Yalova’da bulunan ve 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde orta derecede hasar almış 4 katlı betonarme bir binanın güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası durumlarını, dolgu duvarları da modellemeye katarak incelemiştir. Analizlerinde dolgu duvarları Al-Chaar’ın geliştirdiği iki adet eşdeğer basınç çubuğu yöntemi ile modellemiştir. Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız çerçevelerin dinamik çözümleme sonuçlarını doğru bir şekilde karşılaştırabilmek için önceki çalışmalarda düzenlenmiş yıkıcı özellikli, içerisinde darbe tipi de bulunan 7 farklı deprem kaydını aynen kullanmıştır. Ele aldığı betonarme çerçeve sistemin dolgu duvarların katkısıyla güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası durumlarda kat yerdeğiştirmelerini, göreli yerdeğiştirmelerini, taban kesme kuvvetlerini ve devrilme momentlerini karşılaştırmıştır. Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız durumları karşılaştırdığında güçlendirme öncesi taban kesme kuvvetinde %14, devrilme momentinde %29, güçlendirme sonrasında ise kesme kuvvetinde %22, devrilme momentinde %21 oranında artış olduğunu görmüştür. Elde ettiği veriler yardımıyla, dolgu duvarların yapının yatay rijitliğine yaptığı katkının, yerdeğiştirmeyi azaltırken tabanda oluşan kesme kuvvetini ve devrilme momentini arttırdığı sonucuna ulaşmıştır [5].
Dönmez, dolgu duvarların deprem etkisi altındaki betonarme çerçeve sistemin dinamik davranışını hangi yönde etkilediğini belirlemek amacıyla yaptığı çalışmasında, güçlendirmesi yapılmış 6 katlı betonarme bir binayı incelemiştir.
Yaptığı analizlerde SAP2000 programını kullanarak Mod Birleştirme, Eşdeğer
Deprem Yükü ve Zaman Tanım Aralığında Hesap yöntemleri ile hesap yapmıştır.
Elde ettiği analiz sonuçlarına göre, her model için maksimum yerdeğiştirme, taban kesme kuvvetleri, rijitlik ve periyodları karşılaştırmış ve dolgu duvarların sistemin deprem davranışını önemli ölçüde değiştirdiğini ortaya çıkarmıştır [6].
Tetik, çalışmasında dolgu duvarların yapının deprem davranışı ve periyodu üzerindeki etkilerini araştırmıştır. Dolgu duvarların planda yerleşim şekillerinin, yapının dinamik davranışına etkisini belirlemek amacıyla örnek bir bina modellemiştir. Ayrıca dolgu duvar yerleşimleri farklı olan 12 adet mevcut bina üzerinde de inceleme yaparak sonuçları karşılaştırmıştır. Dolgu duvarları iki ucu mafsallı çapraz pandül çubuk kullanarak modellediği çalışmalar sonucunda yalın çerçeve sistem ile dolgu duvarlı çerçeve sistemin rijitlikleri ve periyodları arasında önemli farklılıklar elde etmiştir. Üzerinde çalıştığı 12 binanın analizleri sonucunda, dolgu duvarların bağlı bulundukları çerçevenin periyodunu yaklaşık olarak %50-%70 oranında azalttığını görmüştür [7].
Akkuzu, dolgu duvarların yapının doğrusal olmayan davranışı üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde orta derece hasar almış ve sonrasında güçlendirilmesi yapılmış 6 katlı betonarme bir binayı ele almıştır. Söz konusu binanın analizlerini güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası durumlar için 4 farklı duvar yerleşim planına göre yapmıştır. Drain2DX programı ile iki boyutlu olarak modellediği binanın dinamik analizlerinde, 12 Kasım 1999 Düzce depremi sırasında kaydedilen 5 adet farklı deprem kaydını kullanmıştır. Yaptığı çalışmalar sonucunda, orta büyüklükte bir depremde dolgu duvarlarda oluşan ilk hasarın deprem süresinin 1/10-1/20’unda meydana geldiğini görmüştür. Dolgu duvarların yapı sisteminin rijitliğini önemli ölçüde arttırdığı, dolayısıyla periyodunu azalttığı sonucuna ulaşmıştır [8].
Gürpınar gerçekleştirdiği çalışmasında, İstanbul’da bulunan ve yapımı 1907 yılında tamamlanan Liman Han binasını incelemiştir. Araştırma konusu olan bina, Bodrum + Zemin + Asma Kat + 4 Normal Kat + Çatı katından oluşan betonarme karkas bir yapıdır. Mevcut binanın dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız durumlarındaki deprem
performansını değerlendirmek için Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’nden yararlanmıştır. Yaptığı analizler sonucunda, dolgu duvarların yapının periyodunu
%78 oranında azalttığını görmüştür Ayrıca yapının dolgu duvarlı olması durumunda kirişlerin %38.4’ünün belirgin hasar bölgesinde olmasına rağmen dolgu duvarsız olması durumunda kirişlerin %50’sinden fazlasının göçtüğünü görmüştür [9].
Uysal, gerçekleştirdiği çalışmasında taşıyıcı sistemleri çerçeve ve perde-çerçeve sistemden oluşan 6 katlı ve 12 katlı iki betonarme binayı ele almıştır. Binaları dolgu duvarsız, tuğla dolgu duvarlı ve gazbeton dolgu duvarlı olarak SAP2000 programında modelleyerek analizlerini Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’ne göre yapmıştır. Söz konusu binalarda bulunan taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırmasını yönetmeliklere göre yapmıştır. Analiz sonuçlarını karşılaştırdığında, dolgu duvarlı olarak modellediği binaların, dolgu duvarsız olarak modellediği binalara göre ağırlıklarının, taban kesme kuvvetlerinin, kat rijitliklerinin önemli oranda arttığını; periyodlarının ve maksimum yerdeğiştirmelerinin ise azaldığını gözlemlemiştir [10].
Çağlayan, çalışmasında Sonlu Elemanlar Programı ile dolgu duvarlı betonarme çerçeve sistemlerin doğrusal olmayan analizlerini yapmıştır. Analizlerinde betonarme çerçeve sistemde bulunan taşıyıcı sistem elemanlarını çubuklarla, dolgu duvarları ise eşdeğer diyagonal basınç çubuklarıyla modellemiştir. Dolgu duvar yerleşim biçimleri farklı olan betonarme çerçeve sistemlerin dayanım ve rijitlik değerlerini karşılaştırarak incelemiştir. SAP2000 programından elde ettiği analiz sonuçlarını kullanarak dolgu duvarların hesaba katılmasıyla dolgu duvarsız duruma göre kapasite kuvvetinde %5 oranında artış olduğunu gözlemlemiştir [11].
Kara, çalışmalarında betonarme çerçeve sistemlerde bulunan dolgu duvarların, yatay yükler altındaki çerçeve sistemin davranışını ve dayanımını hangi yönde değiştirdiğini araştırmıştır. Bu amaçla yapılan deneylerde, iki katlı ve tek açıklıklı çerçeve deney elemanlarından faydalanmıştır. Deneyler sırasında 9 adet deney elemanı üreterek, farklı dolgu duvar tasarımları içeren üç farklı değişkeni ele almıştır. Söz konusu değişkenler, çerçeve sistemdeki dolgu duvarların l/h oranı, aynı
l/h oranına sahip dolgu duvarların çerçeve sistem içerisindeki yerleşim biçimleri, dolgu duvarların etrafında uç eleman bulunması durumlarını kapsamaktadır. Tersinen tekrarlanan yükler altında elde ettiği analiz sonuçlarına göre, parçasal dolgu duvarların bulundukları çerçevenin yük taşıma kapasitesini, rijitliğini, enerji tüketme kapasitesini önemli derecede arttırdığını görmüştür. En iyi sonuçları dolgu duvarların etrafında uç eleman bulunması durumunda gözlemlemiştir. Dolgu duvarın etrafında uç eleman olmaması durumunda başlangıç rijitliğinde %18, sünekliğinde %38 ve enerji tüketme kapasitesinde ise %28 oranında azalma elde etmiştir [12].
Yıldırım, gerçekleştirdiği çalışmasında betonarme yapılarda bulunan dolgu duvarların yapının deprem davranışı ve periyodu üzerindeki etkilerini ele almıştır.
Dolgu duvarların yapının davranışı üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla farklı dolgu duvar yerleşimine ve farklı kat sayısına sahip binalar modellemiştir.
Modellediği binalarda, dolgu duvar alanlarını kademeli olarak azaltarak, farklı her durum için dolgu duvar alanına bağlı olarak değişen periyod değerlerini hesaplamıştır. Analizleri sonucunda, dolgu duvarsız betonarme çerçeve sistem ve farklı dolgu duvar alanlarına sahip betonarme çerçeve sistem için ampirik bir denklem geliştirmiştir. Elde ettiği denklemin doğruluğunu, diğer bilinen denklemlerle karşılaştırarak daha önceki çalışmalarda analizi yapılmış binalar üzerinde test etmiştir. Çalışmalarında dolgu duvarların yapının periyodunu %60 oranında azaltabildiğini görmüştür [13].
BÖLÜM 2. DOLGU DUVARLAR
Ülkemizde yapıların tasarımı büyük ölçüde betonarme çerçeve sistem olarak yapılmaktadır. Betonarme çerçeve sistemlerde bulunan dolgu duvarlar, genellikle mimari alanlar oluşturmak amacıyla kullanılmakta ve taşıyıcı sistem elemanı olarak kabul edilmemektedir.
Yapının deprem davranışını önemli ölçüde değiştirdiği bilinen dolgu duvarlar, mevcut deprem yönetmeliklerinde yapının taşıyıcı sistemi tasarlanırken göz önüne alınmamaktadır. Yönetmeliklerde dolgu duvarlar, yapının betonarme hesabı yapılırken sadece ağırlık olarak ele alınmaktadır. Konu ile ilgili yapılan çalışmalar, dolgu duvarların yapının kütlesine yapmış olduğu katkının, rijitliğine yapmış olduğu katkıdan daha az olduğunu ortaya çıkarmaktadır [14].
Dolgu duvarlar ile ilgili yapılan deneysel ve teorik çalışmalar, deprem anında dolgu duvarsız betonarme çerçeve sistemlerin davranışı ile dolgu duvarlı betonarme çerçeve sistemlerin davranışları arasında büyük farklılıklar olduğunu ortaya koymaktadır. Dolgu duvarlar, çerçeve sistemin yük taşıma kapasitesi, rijitlik, süneklik, enerji tüketme kapasitesi gibi önemli parametreleri değiştirerek yapının davranışını olumlu ya da olumsuz yönde etkilemektedir.
2.1. Dolgu Duvarların Dayanımları
Dolgu duvarların dayanımı, üretimlerinde kullanılan malzemelerinin dayanımlarının yanında duvar örme işleminde kullanılan harcın özelikleri, harç kalınlığı, harcın duvar bloklarına yapışma oranı, işçilik gibi sayısal olarak belirlenebilen ya da belirlenemeyen birçok parametreye bağlı olarak değişmektedir.
Düzlem içerisindeki bir dolgu duvarın yatay derzlerine dik ve paralel doğrultuda etki eden yükler altındaki dayanımı, dolgu duvarın dinamik davranışını etkilemektedir.
Dolgu duvarların yatay yöndeki dayanımı basınç dayanımı, düşey yöndeki dayanımı ise kesme dayanımı olarak adlandırılmaktadır. Kesme dayanımı betonarme yapıların deprem davranışı üzerinde etkili olmaktadır [15],[16].
2.1.1. Dolgu duvarların basınç dayanımı
Dolgu duvarı oluşturan harç ve duvar blokları arasında bir aderans olduğu ve bu aderansın sonucunda da elastik bir malzeme oluştuğu kabul edilmektedir. Harç, dolgu duvar bloğundan daha elastik bir malzeme olduğu için yatay yükler altında daha fazla uzamaktadır. Harç ile dolgu duvar bloğu arasındaki aderans sonucunda duvar bloğunda çekme, harçta ise basınç gerilmesi oluşmaktadır [8]. Tuğla ve harçta meydana gelen deformasyonlar Şekil 2.1.’de gösterilmektedir.
Şekil 2.1. Tek yönlü gerilme altında tuğla ve harçtaki deformasyonlar
Dolgu duvar tasarımında temel ilke yüksek dayanımlı dolgu duvar bloğu ile yüksek dayanımlı harç kullanmaktır. Yüksek dayanımlı harç ile düşük dayanımlı dolgu duvar bloğu ile oluşturulan dolgu duvarlarda, dolgu duvar dayanımı çok az miktarda artmaktadır [17].
2.1.2. Dolgu duvarların kesme dayanımı
Dolgu duvarların yatay derzlerine paralel doğrultuda etki eden yükler, duvarlarda kesme gerilmeleri oluşturmaktadır. Dolgu duvarın yatay yüklere karşı dayanımı, dolgu duvar malzemesi ve bu malzemeleri birleştirmede kullanılan harç arasındaki aderansa bağlı olarak değişmektedir. Yatay yükler altında, dolgu duvar blokları ile harç arasındaki sürtünme kuvveti sonucunda dolgu duvarlarda çatlaklar oluşmaya başlamaktadır. Dolgu duvarların çatlamasıyla, duvar blokları ile harç arasındaki aderans yok olmaktadır. Oluşan çatlaklar genişleyip duvar blokları birbirlerinin üzerinden kaydıkça, çatlak ara yüzeylerindeki sürtünme azalmaktadır. Bu durum sonucunda, sürtünmeye bağlı kesme dayanımı giderek azalmaktadır. Dolgu duvarlara etki eden düşey yüklerin artmasıyla, sürtünmeye bağlı kesme dayanımı da artmaktadır [16].
Şekil 2.2. Tuğla dayanımı harç dayanımından büyük ve küçük derzlerden geçen çatlaklar
2.2. Dolgu Duvarların Yapının Davranışına Etkileri
Betonarme çerçeve sistemlerin deprem yükleri altında davranışlarının incelenmesi amacıyla yapılan çalışmalarda, deney elemanlarına deprem yüklerini simule etmesi için tersinir-tekrarlanır yükler etki ettirilmektedir. Yapılan çalışmalar dolgu duvarların bulundukları çerçeve sistemin rjitlik, süneklik, dayanım, yük taşıma kapasitesi ve enerji sönümleme gibi deprem davranışını etkileyen özelliklerini değiştirdiğini göstermektedir [18].
Dolgu duvarların, çerçeve sistemin dinamik davranışı üzerindeki başlıca etkileri aşağıda verilmektedir.
- Dolgu duvarlar, yatay yükler altında betonarme sistemin rijitliği arttırarak, sistemin doğal periyodunu azaltmaktadır. Bu duruma bağlı olarak, betonarme sistemin dinamik davranışı değişmektedir.
- Dolgu duvarlar, derzlerinde oluşan sürtünme kuvvetleri sayesinde betonarme çerçeve sistemin enerji yutma kapasitesini arttırmaktadır.
- Dolgu duvarlar, deprem anında ortaya çıkan kuvvetlerin bir kısmını yük taşıma kapasitelerine ulaşana kadar taşımakta ve betonarme taşıyıcı sisteme gelen yük miktarını azaltmaktadır.
- Dolgu duvarların planda düzensiz yerleştirilmesi sonucunda sistemin yük dağılımı değişmekte ve olumsuz etkiler ortaya çıkmaktadır.
- Burulma etkisi, kısa kolon etkisi, yumuşak kat etkisi gibi durumlar sonucunda yapı kendisinden beklenen performansı sergileyememektedir. Dolayısıyla ortaya çıkabilecek olumsuz etkiler önlenememektedir [19],[20].
2.2.1. Dolgu duvarların yapının davranışına olumlu etkileri
Dolgu duvarların betonarme çerçeve sistemlerin davranışına olumlu etkileri birçok araştırma sonucunda ortaya çıkmaktadır. Dolgu duvarlar, betonarme çerçeve sistemin yatay rijitliğini önemli miktarda attırmaktadır. Betonarme sistemde oluşan rijitlik artışı sonucunda sistemin periyodu azalarak dinamik davranışı değişmektedir. Ayrıca betonarme çerçeve sistemde meydana gelen rijitlik artışı sonucunda, yapıda oluşması muhtemel yer değiştirmeler ve ikinci mertebe etkiler de azalmaktadır [21].
2.2.1.1. Dolgu duvarlı çerçevelerin yük taşıma kapasitesi ve dayanımı
Dolgu duvarların yapının taşıyıcı sistemine etkisinin olmadığı ve yük taşımadığı kabul edilmektedir. Yapılan çalışmalar, betonarme çerçeve sistemlerde kolonların ve kirişlerin arasını dolduran dolgu duvarların sınırlı da olsa yük taşıma kapasitesi olduğunu göstermektedir. Betonarme çerçeve sistemlerde yatay yük taşımadığı varsayılan dolgu duvarlar, deprem yükleri altında taşıma kapasitelerine ulaşana kadar perde duvar gibi davranarak yük taşımaktadır [22]. Çerçeve sistemin, dolgu duvar bulunduğu ve bulunmadığı durumlarda değişen yatay yük taşıma kapasitesi Şekil 2.3.’te gösterilmektedir.
Şekil 2.3. Dolgu duvarların yatay yükler altındaki davranışa etkileri [2].
2.2.1.2. Dolgu duvarlı çerçevelerin rijitliği
Dolgu duvarların betonarme çerçeve sistemin rijitliğine ve kütlesine önemli katkıları olduğu bilinmektedir. Dolgu duvarların taşıyıcı sistemin kütlesine yapmış olduğu katkı, dolgu duvarın birim ağırlığı, dolgu duvar kalınlığı ve betonarme yapıda bulunan dolgu duvar sayısıyla doğru orantılı olarak değişmektedir [16].
Dolgu duvarlar, yapının yanal rijitliğini ve dayanımını arttırarak kat ötelemelerini büyük ölçüde azaltmaktadır. Dolgu duvarlı betonarme bir çerçevenin yatay rijitliği, çerçevenin tepe noktasının birim yer değiştirme yapması için gerekli kuvvet olarak açıklanmaktadır [8].
Şekil 2.4. Rijitliğin dolgu duvara etkisinin analitik olarak modellenmesi [8].
θ = θ’ olduğu kabul edilirse dolgu duvarın yatay rijitliğini temsil eden diyagonal çubuktaki kısalma Denklem 2.1 ile verilmektedir.
Δ=cos θ (2.1)
Diyagonal çubuğun; ‘E’ elastisite modülü, ‘F’ en kesit alanı, ‘Ld’ çubuğun boyu olmak üzere, ‘k’ birim uzama rijitliği Denklem 2.2 ile verilmektedir.
k = EF / Ld (2.2)
Betonarme çerçeve sistemin birim yer değiştirme yapması için diyagonal çubuğa
uygulanması gereken eksenel kuvvet, Denklem 2.3 ile verilmektedir.
k.Δ = (EF / Ld).cos θ (2.3)
Bu kuvvet değerinin yatay bileşeni, dolgu duvarların çerçevenin yatay rijitliğine katkısı, Denklem 2.4 ile verilmektedir [8].
K = (E.F / Ld) . cos² θ (2.4)
2.2.1.3. Dolgu duvarlı çerçevelerin sünekliği
Yük altında betonarme taşıyıcı sistemin ya da taşıyıcı sistemi oluşturan tüm elemanların, taşıma kapasitelerinde azalma olmadan yaptıkları şekil ve yerdeğiştirme kapasiteleri süneklik kavramı ile açıklanmaktadır. Süneklik kavramı tekrarlı yüklemeler altında enerji sönümleme yeteneği olarak da açıklanabilmektedir.
Matematiksel olarak süneklik (μ) ise, maksimum toplam yerdeğiştirmenin (∆u), elastik sınıra erişildiğindeki yerdeğiştirmeye (∆y) oranı olarak açıklanmaktadır [23].
μ = ∆u / ∆y (2.5) Sünek elemanlar, olası bir deprem anında ortaya çıkan enerjiyi taşıma kapasitelerini kaybetmeden büyük deformasyonlar yaparak tüketebilmektedir. Bu sebeple betonarme taşıyıcı sistemi oluşturan her elemanın sünek davranış göstermesi istenmektedir. Sünek davranışa ilişkin bir görsel Şekil 2.5.’te verilmektedir.
Şekil 2.5. Sünek ve sünek olmayan davranışa ait yük-yerdeğiştirme eğrisi [24].
Sünek davranış gösteren bir yapı elemanı, deprem anında ortaya çıkan enerjinin bir kısmını yaptığı doğrusal olmayan davranış ile sönümlenmektedir. Enerjinin sönümlenmesi sırasında, yapı elemanı büyük şekil değiştirmeler yaparak yükün yeniden dağılımına olanak vermektedir. Bu durum sonucunda taşıyıcı sistemde taşıma kapasitesine ulaşmayan diğer yapı elemanlarının daha fazla yük alması sağlanmaktadır [24].
Şekil 2.6. Yerdeğiştirme sünekliği parametrelerinin, eşdeğer elastoplastik enerji tüketme ölçütlerine göre şematik gösterimi [25].
Akma noktası ve nihai yerdeğiştirme değerleri belirlenirken, genellikle yük- yerdeğiştirme değerleri kullanılarak oluşturulan zarf eğrilerinden faydalanılmaktadır.
Şekil 2.6.’daki eğriye göre, δy maksimum yükten çizilen DB doğrusuyla OC doğrusunun kesişim noktasının apsisini ve δu %15 dayanım azalmasına karşılık gelen nihai yerdeğiştirmeyi göstermek üzere μ yerdeğiştirme sünekliği, süneklik katsayısı adı verilen Denklem 2.6 ile belirlenmektedir [26],[27],[28].
μ=δu/δy (2.6)
2.2.1.4. Dolgu duvarlı çerçevelerin enerji yutma kapasitesi
Enerji yutma kapasitesi, betonarme sisteme etki eden yükler sonucunda oluşan yük- yer değiştirme diyagramında eğrinin altında kalan alanı ifade etmektedir. Betonarme taşıyıcı sistemlerin veya taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların enerji yutma kapasiteleri, süneklik oranlarının büyüklüğüne bağlı olarak değişmektedir. Dolgu duvarlı betonarme çerçevelerin süneklik ve rijitliği, dolgu duvarsız betonarme çerçevelerin süneklik ve rijitliğine göre daha fazla olduğu için sönüm kapasitesi daha yüksek olmaktadır.
2.2.2. Dolgu duvarların yapının davranışına olumsuz etkileri
Betonarme yapılarda yaygın olarak kullanılan dolgu duvarların yapının yatay rijitliğine katkı sağladığı ve bu sebeple yapının dinamik davranışını olumlu yönde etkilediğine ilişkin genel bir yargı bulunmaktadır. Ancak dolgu duvarlarla ilgili yapılan birçok çalışma, gelişigüzel yerleştirilen dolgu duvarların yapının rijitlik dağılımını etkilediğini ve bu etki sonucunda yapının deprem anında kendisinden beklenmeyen davranışlar göstermesine sebep olduğunu ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle dolgu duvarların yapıda düzensiz dağılımlarının önlenmesi ve belli kurallara göre yerleştirilmesi gerekmektedir.
Dolgu duvarlar bulundukları çerçeve sistemin deprem etkisi altındaki dinamik davranışını büyük ölçüde değiştirmektedir. Bu sebeple dolgu duvarların yapının taşıyıcı sistemine olan etkileri göz önüne alınmadan yapılan hesaplamalar gerçeği yansıtmamaktadır. Dolgu duvarlar, yapının kütlesini ve rijitliğini arttırarak deprem davranışı üzerinde son derece önemli olan periyodu azaltmaktadır.
Dolgu duvarlar, yapıya gelen deprem yüklerini arttırarak veya yüklerin dağılımını değiştirerek yapının öngörülenden fazla hasar azalmasına sebep olmaktadır.
2.2.3. TDY 2007’de dolgu duvarların yapıya etkileri
TDY 2007’de, dolgu duvarların planda ya da kesitte düzensiz yerleştirilmesinin sebep olabileceği olumsuz durumları engellemek amacıyla çeşitli sınırlamalar bulunmaktadır. Söz konusu sınırlamalar, dolgu duvarların yerleşim biçimlerini ve tasarımlarını kapsamaktadır. Yönetmeliğe göre, planda ve kesitte düzensizlik meydana getiren durumlar ve bu durumlara ilişkin koşullar aşağıda verilmektedir.
2.2.3.1. Burulma düzensizliği
Dolgu duvarların planda simetrik olarak yerleştirilmemesi yapı sisteminin rijitlik merkezinin yerini değiştirmektedir. Betonarme sistemin rijitlik merkezi ile kütle merkezinin birbirlerinden uzaklaşması sonucunda yapıda burulma düzensizliği meydana gelmektedir [29],[3]. Burulma düzensizliği, herhangi bir katta meydana gelen maksimum göreli yerdeğiştirmenin, yapının ortalama göreli yerdeğiştirmesine oranı ile hesaplanan burulma düzensizliği katsayısına bağlı olarak açıklanmaktadır.
Dolgu duvarlar, taşıyıcı sistem elemanı olarak kabul edilmemelerine rağmen yapının rijitliğini arttırarak taşıyıcı sisteme katkıda bulunmaktadır. Şekil 2.7.’de gösterilen kat planı çok katlı betonarme çerçeve bir sisteme aittir. Betonarme çerçeve sisteme dolgu duvarlar eklenmeden önceki durumda rijitlik merkezi ile kütle merkezi aynı noktada iken, 1 ve A aksı boyunca dolgu duvar eklendiği durumda sistemin rijitlik merkezi ile kütle merkezi arasındaki değişim şekilde görülmektedir [13].
Şekil 2.7. İki doğrultuda dolgu duvar içeren çok katlı betonarme yapının kat planı
2.2.3.2. Komşu katlar arası dayanım düzensizliği
Betonarme yapılarda birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için herhangi bir kattaki etkili kesme alanının, bir üst kattaki etkili kesme alanına oranı olarak tanımlanan dayanım düzensizliği katsayısı ηci’nin 0.80’den küçük olması durumunda komşu katlar arasında dayanım düzensizliği oluşmaktadır.
Yönetmeliğe göre etkili kesme alanı hesaplanırken kolon ve perdelerin kesme alanlarının toplamına ek olarak söz konusu kattaki çerçeveler arasında bulunan duvarların kesme alanlarının da %15’inin alınması gerekmektedir. Bu düzensizlik durumunda dolgu duvarların yapının kesme kuvvetine etkisi göz önüne alınmaktadır.
ηci : Dayanım düzensizliği katsayısı, ΣAe : Herhangi bir katta etkili kesme alanı,
ΣAg : Taşıyıcı sistem elemanlarının en kesit alanlarının toplamı, ΣAk : Dolgu duvarların en kesit alanlarının toplamı olmak üzere,
ηci = (ΣAe)i / (ΣAe)i+1 < 0.80 (3.1)
ΣAe = ΣAw + ΣAg + 0.15 ΣAk (3.2)
2.2.3.3. Kısa kolon oluşumu
Betonarme çerçeve sisteme bağlı bulunan dolgu duvarların bazı bölümlerinde mimari sebeplerden dolayı boşluklar bırakılmaktadır. Genellikle pencere oluşturmak amacıyla bırakılan boşluklar sebebiyle dolgu duvarlar kat boyunca devam etmemekte ve bu durum kısa kolon oluşumuna sebep olmaktadır. Kısa kolon oluşumu, kolon etkili boyunun kısalması sonucunda rijitliğin artması ve sonucunda da iç kuvvetlerin artması olarak açıklanmaktadır. Kısa kolon oluşumuna sebep olan bir durum Şekil 2.8.’de verilmektedir.
Şekil 2.8. Kısa kolon oluşumu
Betonarme yapıların taşıyıcı sistemi tasarlanırken dolgu duvarların taşıyıcı sistemin yük taşıma kapasitesine etkisi ihmal edildiği için meydana gelecek plastik kesitlerin kolonların alt ve üst noktalarında olması öngörülmektedir. Bu sebeple kolonların tasarımında, hesaplarda öngörülen kayma gerilmelerini güvenlikle karşılayabilmesine dikkat edilmektedir. Fakat dolgu duvarlarda bırakılan boşluklar kısa kolon oluşumuna sebep olmakta ve öngörülen kolon yüklerini değiştirmektedir.
Kısa kolon oluşması durumunda hesaplarda kullanılan kolon serbest açıklığı küçülmekte ve kolon alt ucunda öngörülen plastik kesitler, duvarın üst bitim bölgesi civarında meydana gelmektedir. Bu durum sonucunda kolonlar, hesaplarda öngörülen maksimum kesme kuvvetlerinden daha büyük kesme kuvvetlerine maruz kalmaktadır [13]. Deprem yönetmeliğinde kısa kolon oluşumlarıyla ilgili olarak kesme kuvveti hesabı, moment hesabı ve donatı koşullarına ilişkin şartlar bulunmaktadır. Kısa kolon etkilerini azaltmak yapılan donatı uygulaması Şekil 2.9.’da verilmektedir.
Ve = (Ma + Mü) / Ln
Ve : Kolonlar için enine donatı hesabında esas alınacak kesme kuvveti Ma : Kolonun serbest yüksekliğinin alt ucundaki moment
Mü : Kolonun serbest yüksekliğinin üst ucundaki mome Ln : Kolonun serbest yüksekliği
Şekil 2.9. Etriye sıkılaştırması ile kısa kolon etkileri azaltılabilir [16].
2.2.2.1.4. Yumuşak kat etkisi
DBYBHY 2007’ye göre Rijitlik Düzensizliği Katsayısı ηki, birbirine dik iki deprem doğrultusunun (x,y) herhangi biri için herhangi bir i’inci kattaki ortalama göreli kat ötelemesinin bir üst veya bir alt kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranına bölünmesi ile bulunmaktadır. Rijitlik düzensizliği katsayısının 2.0’dan büyük olması durumunda, yapıda yumuşak kat oluştuğu kabul edilmektedir [30]. Yumuşak kat oluşuma ilişkin örnek Şekil 2.10’da verilmektedir.
Şekil 2.10. Yumuşak kat oluşumu
Yönetmeliğe göre, yapılara etki eden deprem yükleri, birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde bulunan ve yumuşak kat içeren yapılarda mod birleştirme yöntemi veya zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır. Söz konusu bölgelerde deprem yükleri hesaplanırken eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılmamaktadır.
Depremde hasar alan yapılar incelendiğinde, birçoğunun yumuşak kat etkisinde olduğu görülmektedir. Betonarme çerçeve sistemlerde, taşıyıcı sisteme bağlı bulunan dolgu duvarların herhangi bir katta kaldırılması yatay yönde yük dağılımının dengesini bozmaktadır. Yapı tasarımında karşılaşılan başlıca sorunlardan biri de, zemin katı iş yeri olarak tasarlanan binalarda zemin katta kaldırılan dolgu duvarların yumuşak kat oluşumuna sebebiyet vermesi gelmektedir. Yumuşak kat içeren bir yapıda deprem yükleri etkisinde öncelikle yumuşak katta hasar meydana gelmekte, daha sonra üst katlar hasar almaktadır. Yumuşak katta meydana gelen yerdeğiştirmeler sonucunda, yapıda ağır hasarlar oluşabilmektedir [10],[31].
2.3. FEMA 306-356
Amerika Birleşik Devletleri’nde kurulan FEMA, Federal Acil Durum Yönetim Merkezi (Federal Emergency Management Agency) anlamına gelmektedir [34].
FEMA, ABD’de ortaya çıkabilecek doğal afetlere karşı önlemler alan ve bu afetler sonucu oluşan durumlara müdahale ederek, iyileştirmeler yapmak amacıyla kurulmuş bir birimdir. Bu doğrultuda, gerçekleşmesi muhtemel deprem ve olası diğer afetlere karşı mevcut yapıların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesine yönelik çeşitli standartlar ve yönetmelikler ortaya koymayı amaçlamaktadır. FEMA, çalışmalarında dolgu duvarları da ele almaktadır ve bununla ilgili olarak FEMA 273, FEMA 274 gibi dokümanlar hazırlamıştır. FEMA son olarak standart niteliğindeki FEMA 356 yayınlanmıştır.
2.3.1. Dolgu duvarların davranış ve hasar biçimleri (FEMA 306)
Betonarme yapılarda bulunan dolgu duvarların tamamı, taşıma kapasitelerine ulaşıncaya kadar yük taşımaktadır. Yatay yük taşımadığı varsayılan dolgu duvarlar, taşıma kapasitelerine ulaşmadığı sürece tıpkı perde duvarlar gibi deprem yükleri taşıyarak yapının davranışını etkilemektedir [22].
Dolgu duvarlar yapının rijitliğini arttırarak dinamik davranışını olumlu yönde etkilediği gibi olumsuz yönde de etkilemektedir. Dolgu duvarlı betonarme çerçeve sistemler üzerinde yapılan deneysel çalışmalar, dolgu duvarlarda mimari amaçla bırakılan kapı, pencere gibi boşluklarının yapının rijitliğini büyük ölçüde değiştirdiğini ve betonarme yapının hasar almasına sebep olduğunu göstermektedir [33],[34].
Deprem yükleri altında dolgu duvarlı betonarme çerçeve sistemler incelendiğinde, dolgu duvarlarda bazı temel davranış biçimleri görülmektedir. Bu davranış biçimleri başlıca dört gruba ayrılmaktadır.
2.3.1.1. Yatay derz kayması
Dolgu duvar bloklarının örülmesinde kullanılan harcın, dolgu duvarı oluşturan bloklardan daha zayıf olması durumunda yatay yük etkisiyle yatay derz kaymaları meydana gelebilmektedir.
Derz kaymaları, dolgu duvar boyunun yarısı civarında oluşan zayıf bölgelerde meydana gelmektedir. Dolgu duvarda meydana gelen hasarlar ilerledikçe küçük ezilmelere dönüşmektedir. Dolgu duvarlar kesme kuvvetlerini karşılayamaz duruma geldiğinde yerdeğiştirmeler artmaktadır. Bu durum sonucunda kolonlarda oluşan kesme ve eğilme momentleri artmaktadır [5]. Yatay derz kaymasına ilişkin örnek bir durum Şekil 2.11.’de verilmektedir.
Şekil 2.11. Yatay derz kayması
2.3.1.2. Çapraz çatlama
Yatay yükler altında dolgu duvarlı çerçeve sistemlerde, dolgu duvarların köşegenleri doğrultusunda yüksek çekme ve basınç gerilmeleri oluşmaktadır. Çerçeve sistemin yapmış olduğu birim yerdeğiştirme değeri, dolgu duvarların yapmış olduğu birim yerdeğiştirme değerini aştığı zaman çapraz çatlaklar meydana gelmektedir. Söz konusu çatlaklar, dolgu duvarın merkezinde başlayarak yerdeğiştirmeler arttıkça köşegenler boyunca ilerlemektedir.
2.3.1.3. Köşe kırılması
Yatay yükler altında dolgu duvarlı betonarme çerçeve sistemlerde meydana gelen gerilmelerin, dolgu duvarın köşelerinden birinde daha yüksek değere ulaşması durumunda köşe kırılmaları oluşmaktadır.
Güçlü kolon kiriş birleşim bölgelerinde kısmen küçük bir alanda oluşan köşe kırılmaları, zayıf birleşim bölgelerinde çerçeve elemanlarına kadar ulaşabilmektedir.
Meydana gelen yerdeğiştirme arttıkça dolgu duvarların köşeleri tamamen ezilmekte ve çatlaklar giderek orta noktalara doğru yayılmaktadır.
2.3.1.4. Düzlem dışı kırılma
Dolgu duvar düzlemine dik doğrultuda etki eden şiddetli bir yük sonucunda, yapıda ivmeler oluşmakta ve bu ivmeler sonucunda sismik kuvvetler meydana gelmektedir.
Bu kuvvetler, dolgu duvarlarda kesme kuvvetleri ve momentler oluşturarak düzlem dışı sehim yapmaya zorlamaktadır. Sismik kuvvetlerin artmasıyla dolgu duvarlarda düzlem dışı kırılmalar ortaya çıkmaktadır. Yaygın olarak görülmeyen bu kırılma sonucunda, dolgu duvarda düşey ve diyagonal çatlaklar oluşmaktadır [35].
BÖLÜM 3. MATERYAL VE YÖNTEM
Bu bölümde, farklı malzemelerden üretilen ve farklı kalınlıklarda sıva uygulanan dolgu duvarların yatay çevrimsel yükler altında davranışlarını incelemek amacıyla yapılan deneysel çalışmalardan bahsedilmektedir. Deney elemanı olan dolgu duvarların üretiminde kullanılan malzemelerin özellikleri, duvarların üretim aşamaları, deney düzeneği, yükleme sistemi ve ölçüm düzeneği ilgili detaylar anlatılmaktadır.
3.1. Dolgu Duvarların Üretimlerinde Kullanılan Malzemeler ve Özellikleri
3.1.1. Çimento
Dolgu duvarlar ile ilgili yapılan deneysel çalışmalarda kullanılan harç ve sıvanın hazırlanmasında TS – EN 197-1 uygun olarak üretilmiş CEM-IV 32,5 Portland çimento kullanılmıştır. Deney numunelerinin hazırlanmasında kullanılan çimentoya ait kimyasal ve mekanik özellikler Tablo 3.1. ve Tablo 3.2.’de verilmektedir.
Tablo 3.1. Çimentoya ait mekanik özellikler
Priz Başlangıcı 140 dk Min. 60 dk
Priz Sonu 190 dk -
Özgül Ağırlık 3.14 g/cm³ -
Hacim Genleşmesi 1.20 mm Maks. 10 mm
Özgül Yüzey (Blaine) 3937 cm²/g -
2 Günlük Dayanım 28.3 MPa Min. 20 MPa
28 Günlük Dayanım 57.1 MPa Min. 42.5 – Maks. 62.5 MPa
